Лекция: Ландшафты, связанные с военными действиями и загрязнением радионуклидами

Лекция

Ландшафты, связанные с военными действиями и загрязнением радионуклидами

Беллигеративные ландшафты / lat - вести войну

Войны - это не только огромные бедствия для людей, они оказывают сильное разрушающее воздействие на географическую оболочку Земли. История развития человечества - это история войн. С 1500 г. до н.э. до 1861-г. (т.е. за 3360 лет) человечество сражалось 3130 лет. За первые 38 лет XX века было 24 войны, а с 1946 по 1979 - 130 войн. От столетия к столетию растет численность жертв - в наполеоновских войнах погибло 3,7 млн. чел, в первой мировой войне - 10 млн., во второй - 55 млн., а за все воины XX века - 100 млн.человек. Растут театры военных действий и растет степень преобразования ландшафтов в результате этих военных действий. Возникают специфические беллигеративные ландшафты.

Самые древние из еще хорошо сохранившихся беллигеративных ландшафтов - это оборонительные сооружения средневековья - крепостные валы, рвы. Например, в долине Дона сохранились оборонительные валы 1000 летней давности.

В современном ландшафте наиболее отчетливо прослеживаются следы, связанные с первой и второй мировой войнами, когда в результате боевых действий (при взрывах снарядов и бомб, в результате саперной деятельности солдат) были перемещены и перевернуты сотни тысяч тонн земли, оставлены не затянувшиеся до сих пор рвы, траншеи и т.д. Земля, насыщенная металлом от снарядов теряет свое плодородие и не всегда поддается рекультивации. Так, например, уничтоженный в первой мировой войне лесной массив вод Верденом во Франции, был восстановлен в 30-ые годы, поврежден вновь во второй мировой войне и до сих пор восстанавливается с трудом. Аналогичные ситуации наблюдаются в других районах интенсивных боевых действий.

Взрывы нарушают водоносные горизонты, выводят грунтовые воды на поверхность, вызывая заболачивание. Уничтожается и смешивается с нижележащими породами почвенный слой. Таким образом, военные действия предшествующих войн существенно нарушали литогенную основу ландшафта, затрудняя тем самым восстановление растительности.

Иной характер приобретают последствия военных действий второй половины ХХ века, когда применяются химические средства, как было во время войны во Вьетнаме. За время этой войны было сброшено в 3 раза больше бомб и снарядов, чем на Европу, Азию и Африку во время второй мировой войны. Обширные пространства стали антропогенным бедлендом, расчлененным воронками глубиной 6-9 м. Химические средства, применявшиеся во Вьетнаме уничтожили половину мангровых лесов Южного Вьетнама без надежд на восстановление. Пострадали также сельскохозяйственные угодья.

Наиболее разрушительными могут быть последствия ядерной войны. В настоящее время существует несколько сценариев возможных последствий ядерной войны. Во всех этих сценариях подчеркивается, что воздействие этой войны распространится на всю географическую оболочку и уничтожит почти водностью самую ее уязвимую часть ландшафтную сферу. Главная особенность ядерной войны - ее многосторонность, при которой трудно отличить прямые воздействия от косвенных. Скорее речь идет о времени разрушительного воздействия: одни последствия будут проявляться сразу, другие - через разные промежутки времени.

Первые - это изменения литогенной основы, растительности, вторые -изменения климата, газового состава атмосферы, циркуляции воздушных и водных масс.

При взрывах атомных и водородных бомб в атмосферу поступит огромное количество пыли, сажи и дыма, возникший в результате пожаров. Поступление в атмосферу большого количества окиси азота приведет к разрушению озонового экрана. Уменьшение прозрачности атмосферы приведет к понижению температуры земной поверхности. Поверхность суши должна будет охладиться на десятки градусов. Расчеты показали, что при взрыве атомной бомбы в 10 000 Мт через 100 дней температура на земной поверхности из-за запыленности атмосферы опустится до -30 или -400 С. Охладится и поверхность мирового океана, но значительно меньше - на несколько градусов. Возникнет ситуация, названная "ядерной зимой".

Другим следствием запыленности атмосферы будет последующий рост температуры атмосферы, это приведет к ослаблению влагообмена между сушей и атмосферой, количество осадков уменьшится, оседание пыли из атмосферы замедлится и это приведет к удлинению ядерной зимы. Все это, в совокупности с воздействием излучения (теплового и ионизирующего), приведет к глобальному экологическому кризису, и поставит под сомнение саму возможность жизни на Земле.

Влияние наземного ядерного взрыва на отдельные компоненты ландшафта, (по Вистигу А.).

Таблица 5.2.

В связи возможными гибельными последствиями применения ядерного оружия возникает понятие экологический императив. Экологический императив предполагает прежде всего объективное требование учитывать уязвимость природной среды, т.е. не допускать превышения пределов ее прочности, не вступать с ней в противоречие и не допускать развития негативных необратимых процессов. Мы не имеем право воздействовать на природу, не зная последствий этого воздействия.

Лашдшафты в областях радиоактивного загрязнения

В середине ХХ столетия в результате ядерных испытаний и работы предприятий атомной промышленности началось загрязнение земной поверхности искусственными радионуклидами, которых ранее наша планета не знала. Для оценки их влияния на ландшафты следует учитывать прежде всего интенсивность и период полураспада, а также количество отдельных радионуклидов, поступающих в ландшафт.

Периоды полураспада искусственных радионуклидов (Т 1/2) составляют от десятков часов (иттрий-90 -64 часа) до миллионов лет (йод-129, плутоний-239)(Таблица 2)

Таблица 2

Важнейшие искусственные радионуклиды

Поступление быстрораспадающихся радионуклидов не представляет серьезной опасности в длительной перспективе. При периоде полураспада в несколько десятилетий опасность загрязнения будет сохраняться значительное время. Так, например, в результате чернобыльской катастрофы 1986 г. в ландшафты Белоруссии, Украины и России поступили радиоактивные изотопы йода - йод-129 и йод-131, первого намного меньше, чем второго. Период полураспада йода-131 8,04 суток, он практически полностью распадается за 2,5 месяца и, следовательно, не представляет опасности в длительной перспективе. Наоборот, стронций-90 и цезий-137 с периодами полураспада около 30 лет могут загрязнять ландшафт свыше 100 лет. Наконец, плутоний-239 с периодом полураспада 24 тыс. лет будет загрязнять территорию практически вечно. Количество поступающих в ландшафты радионуклидов также меняется в широких пределах

Источники радионуклидного загрязнения принято подразделять на глобальны, региональные и локальные.

Глобальными источниками считают атомные бомбардировки (1945 год, города Хиросима и Нагасаки) и испытания ядерного оружия на земной поверхности и в атмосфере. В результате этих действий стронций-90, цезий-137 и другие радионуклиды с атмосферными осадками поступали в ландшафты, в значительной степени определив их радиационный фон. В настоящее время интенсивность подобного загрязнения в России незначительна и не представляет серьезной опасности, так как часть радионуклидов распалась.

Региональными источниками считают аварии на атомных электростанциях, при которых выбросы радиоактивных веществ перекрывают значительные площади. Так, при аварии на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 г. (Украина) уже в первые сутки радиоактивное облако распространилось в разных направлениях и достигло Белоруссии, многих районов Украины, западного региона России, в котором крупные пятна загрязнения образовались в Брянской, Тульской, Орловской и других областях. Загрязнение проникло в Польшу, Скандинавию, Англию и другие страны. Главным источником радионуклидов для ландшафтов были дожди, с чем и связан "пятнистый характер" загрязнения, когда зараженные пространства чередуются с незараженными. Дальнейший разнос загрязнения осуществлялся за счет эолового переноса, "растаскивания" загрязненных почв автотранспортом, пожары лесов и торфяников, при которых радионуклиды, содержащиеся в растениях, снова поступают в атмосферу, другие процессы.

Безаварийно работающие атомные электростанции (АЭС) являются локальными источниками радионуклидов. Этот источник наиболее характерен для европейской России (Кольская, Ленинградская, Калининская, Смоленская, Курская, Нововоронежская, Балаковская АЭС), а за рубежом - для Франции и Японии.

К радионуклидам, связанным с АЭС, относятся в первую очередь стронций-90, йод-131, цезий-137, а также изотопы аргона, ксенона, марганец-54, кобальт-60, углерод-14, водород-3 и др. При нормальном режиме работы АЭС лаборатории внешнего контроля систематически измеряют радиоактивность атмосферы, почв, вод, растительности, продуктов питания на территории радиусом 30 км. Как правило, загрязнение невелико и узко локализовано в непосредственной близости от станции.

Заводы атомной промышленности. К ним относятся предприятия, перерабатывающие урановые руды, получающие оружейный плутоний и другие радиоактивные вещества. Характерными радионуклидами являются плутоний-239, нептуний-237, америций-241 и другие трансураны, а также изотопы йода, инертных газов, водорода, стронция, цезия, церия, рутения и т.д. Как и для АЭС, влияние заводов на радиоактивность окружающих ландшафтов резко различается при нормальном режиме работы и при аварии. Детально изучена авария в районе г. Кыштыма Челябинской области на предприятии "Маяк" (1957 г.).

Места захоронения радиоактивных отходов (могильники). Твердые и жидкие радиоактивные отходы в зависимости от суммарной активности делятся на низко-, средне- и высокорадиоактивные. Проблема захоронения низко- и среднеактивных отходов в международной практике решена - контейнеры с отходами хранятся в специальных штольнях, иногда в поверхностных траншеях, в заброшенных шахтах и других горных выработках или даже на дне моря. Предполагается, что за 30-летний период хранения эти отходы в ходе радиоактивного распада становятся практически не опасными. К основным среднерадиоактивным отходам относятся стронций-90 и цезий-137. Сложнее проблема захоронения высокорадиоактивных отходов, так как пока еще ни одна страна окончательно не выбрала места их глубокого захоронения. В результате они хранятся в пристанционных хранилищах АЭС и других предприятий атомной промышленности. Наибольшую опасность представляют высокорадиоактивные трансураны со значительными периодами полураспада - америций-241 и 243, плутоний-239 и 240, нептуний-237, кюрий-244. В случае реализации проектов глубокого захоронения этих отходов в геологических формациях, опасность загрязнения ландшафтов будет минимальной, поскольку при этом используются многократные барьеры на пути возможной миграции радионуклидов: поглощающая керамика, металлический контейнер (рассчитанный на устойчивость в течение 300 лет), монтмориллонитовые, цементные и другие прослойки вокруг контейнера, горные породы в условиях стабильного сейсмического режима и т.д.